(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジンの高圧圧縮機（１２）のインペラ（１８）およびタービンエンジンの高圧タービン（１６）のベーン付きディスク（２４）を備える高圧ロータと、
高圧圧縮機（１２）と高圧タービン（１６）との間に軸線方向に取り付けられる燃焼室（１４）と、
それらの間で環状の空気注入流路（６４）を画定し、燃焼室（１４）の環状バイパス空間（３８）に接続され、燃焼室の前記バイパス空間（３８）からもたれされる高圧タービン（１６）のベーン付きディスク（２４）のベーン（２６）を冷却するための冷却空気流（５９）を加速することが意図される２つの同軸壁（６０、６２）と、
注入流路（６４）を画定する前記壁の第１のもの（６０）に確実に接続される静止部（１００、１０１）、および高圧ロータのディスク（９２）によって支持され、前記静止部（１００、１０１）に向かって突出する少なくとも２つの環状リブ（８８）を備える回転部（８４）を備える第１のラビリンスシール（７８）と、
注入流路（６４）を画定する前記壁の第２のもの（６２）に確実に接続される静止部（１０８）、および第１のラビリンスシール（７８）の回転部（８４）に確実に接続される回転部（８６）を備える第２のラビリンスシール（８０）と、
高圧タービン（１６）のベーン付きディスク（２４）の上流側フランクに対向して取り付けられ、前記上流側フランクによって、前記ベーン付きディスク（２４）のベーン（２６）の冷却回路の第１の上流側部分（１１０）を画定する環状フランジ（１０６）と、
インペラ（１８）の下流側フランク（４６）、燃焼室（１４）の内側ケース（３６）、注入流路（６４）を画定する前記第１の壁（６０）、第１のラビリンスシール（７８）、および第１のラビリンスシール（７８）の回転部（８４）を支持する高圧ロータの前記ディスク（９２）にインペラ（１８）を接続するように軸線方向に延在する環状壁（２８）によって画定される第１の環状キャビティ（４４）と、
注入流路（６４）がその中へ開口し、第１のラビリンスシール（７８）、第２のラビリンスシール（８０）、およびこれらのラビリンスシールのそれぞれの回転部（８４、８６）を接続する環状壁（８２）によって画定され、その中に開口部（１１２）が前記第２のキャビティ（７６）を高圧タービンのベーン付きディスク（２４）のベーン（２６）の前記冷却回路（１１０）と連通しているようにするために形成される第２の環状キャビティ（７６）と、
タービンエンジンの１次ガス流の流れのための流路（２７）と連通しており、少なくとも第２のラビリンスシール（８０）および環状フランジ（１０６）によって画定される第３の環状キャビティ（１１８）とを備える２軸タービンエンジン（１０）であって、
その中に注入流路（６４）からもたれされる空気（１３４）を注入するように、第１のラビリンスシール（７８）の前記静止部（１００、１０１）に形成され、第１のラビリンスシールの回転部（８４）のリブ（８８）のうちの２つ（８８ａ、８８ｂ）によって画定される環状キャビティの中に現われる複数の流路（１２８）を備えることを特徴とする、タービンエンジン（１０）。
【請求項２】
前記環状注入流路（６４）が、高圧ロータ（２４、２６、３０）に対してベーン（２６）の冷却空気流（５９）の相対接線速度を減少させることができるように傾斜されるフィン（６５）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のタービンエンジン。
【請求項３】
前記流路（１２８）のそれぞれが、ベーン（２６）の冷却空気流（５９）の流れに対して、前記フィン（６５）のそれぞれの下流側端部の上流側に位置している注入流路（６４）の内側部分に接続されることを特徴とする、請求項２に記載のタービンエンジン。
【請求項４】
環状注入流路（６４）を画定する前記同軸回転体壁（６０、６２）のそれぞれが、ベーン（２６）の前記冷却空気流（５９）の流れに対して、実質的にテーパが付けられた上流側部分および実質的に半径方向の下流側部分を備えることを特徴とする、請求項３に記載のタービンエンジン。
【請求項５】
また、第１の環状キャビティ（４４）をタービンエンジン（１０）の第４の環状キャビティ（１２２）と連通しているようにするための手段（１３８）を備え、その中に高圧タービン（１６）のベーン付きディスク（２４）のハブ（１２６）が延在することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタービンエンジン。
【請求項６】
連通手段が、第１のラビリンスシール（７８）の回転部（８４）を支持する高圧ロータのディスク（９２）の上流側表面と、高圧圧縮機（１２）のインペラ（１８）を前述のディスク（９２）に接続する前記壁（２８）の下流側端部に配置される環状フランジ（９４）の下流側表面との間に形成される流路（１３８）を備えることを特徴とする、請求項５に記載のタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２軸タービンエンジンの分野に関し、より詳細には、これらのタービンエンジンの高圧圧縮機および高圧タービンの構成部品の通気および冷却に関する。
【０００２】
本発明は、より具体的には、タービンエンジンの高圧圧縮機の出力側でサンプリングされた冷却空気流の流量の調節に関する。
【背景技術】
【０００３】
２軸タービンエンジンは、燃焼室によって排出される１次ガス流からエネルギーを除去し、燃焼室の上流側に配置されかつ加圧空気が前記室に供給される高圧圧縮機を駆動するように、前記燃焼室の出力側に配置される高圧タービンを備えている。また、これらのタービンエンジンは、１次ガス流から過度のエネルギーを除去し、高圧圧縮機の上流側に配置される低圧圧縮機を回転させるように、高圧タービンの下流側に配置される低圧タービンも備える。
【０００４】
これらのタービンエンジンの高圧圧縮機は、インペラを備える遠心下流段を含むことができる。
【０００５】
それらの高圧タービンは、一般に、燃焼室の出力側に配置される複数の静翼によって形成されるディストリビュータと、ディストリビュータの下流側に取り付けられ、かつ燃焼室によって排出されるガスの流れによって回転されるベーン付きディスクとを備えている。
【０００６】
高圧タービンのベーン付きディスクおよび高圧圧縮機のインペラは、互いに接続され、タービンエンジンの高圧ロータの一部であり、したがってタービンのディスクは、よく知られている方法で圧縮機のインペラを回転させることができる。
【０００７】
高圧圧縮機のインペラの下流側表面は、一般に、前記圧縮機の出力側でサンプリングされた空気流によって冷却され、その流量は、ラビリンスシールの回転部と静止部との間の遊びによって調節され、これは、第２の環状キャビティから、特にインペラの下流側表面によって画定される第１の環状キャビティを分離し、その第２のキャビティの中では、高圧タービンのディストリビュータとベーン付きディスクとの間の１次流での漏れのリスクを制限するように抽気キャビティに送り込むことが意図される空気流ばかりでなく、高圧タービンのディスクのベーンを冷却するための冷却空気流も循環する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらのタービンエンジンのうちのいくつかの場合は、インペラの冷却空気流の流量が、前記冷却を確実にするのに必要であるものよりも高い場合がある。
【０００９】
これは、特に、前述のラビリンスシールの回転部分と静止部分との間の過度の遊びから生じることがあり、これは、特に、タービンエンジンの使用定格の変動中に生じ得る。
【００１０】
この場合、高圧圧縮機によって排出される流れの一部が、１次流について不適切にサンプリングされ、これは、これらのタービンエンジンの性能をかなり低減させる。
【００１１】
さらに、インペラの冷却空気流は、これが第２の環状キャビティに達すると、高圧タービンのディスクのベーンの冷却空気流よりも高温である。したがって、２つの前述の流れの混合は、ベーンの冷却空気流の温度の有害な上昇を引き起こし、インペラの冷却空気流の流量がより高い場合は、さらに温度が上昇する。
【００１２】
本発明は、特にこれらの問題について簡単で、経済的で効果的な解決策を提供することを目的としている。
【００１３】
本発明は、特にタービンエンジンの高圧圧縮機のインペラの下流側フランクの冷却空気流の流量を公称値に低減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、
タービンエンジンの高圧圧縮機のインペラおよびタービンエンジンの高圧タービンのベーン付きディスクを備える高圧ロータと、
高圧圧縮機と高圧タービンとの間に軸線方向に取り付けられる燃焼室と、
それらの間で環状の空気注入流路を画定し、燃焼室の環状バイパス空間に接続され、高圧タービンのベーン付きディスクのベーンを冷却するための冷却空気流を加速することが意図され、前記空気流が燃焼室の前記バイパス空間からもたれされる２つの同軸壁と、
注入流路を画定する前記壁の第１のものに確実に接続される静止部、および高圧ロータのディスクによって支持され、前記静止部に向かって突出する少なくとも２つの環状リブを備える回転部を備える第１のラビリンスシールと、
注入流路を画定する前記壁の第２のものに確実に接続される静止部、および第１のラビリンスシールの回転部に確実に接続される回転部を備える第２のラビリンスシールと、
高圧タービンのベーン付きディスクの上流側フランクに対向して取り付けられ、前記上流側フランクによって、前記ベーン付きディスクのベーンの冷却回路の第１の上流側部分を画定する環状フランジと、
インペラの下流側フランク、燃焼室の内側ケース、注入流路を画定する前記第１の壁、第１のラビリンスシール、および第１のラビリンスシールの回転部を支持する前記ディスクにインペラを接続するように軸線方向に延在する環状壁によって画定される第１の環状キャビティと、
その中へ注入流路が開口し、第１のラビリンスシール、第２のラビリンスシール、およびこれらのラビリンスシールのそれぞれの回転部を接続する環状壁によって画定され、その中に開口部が、前記第２のキャビティを高圧タービンのベーン付きディスクのベーンの前記冷却回路と連通しているようにするために形成される第２の環状キャビティと、
タービンエンジンの１次ガス流の流れのための流路と連通しており、少なくとも第２のラビリンスシールおよび環状フランジによって画定される第３の環状キャビティとを備える２軸タービンエンジンであって、
その中に注入流路からもたれされる空気を注入するように、第１のラビリンスシールの前記静止部に形成され、第１のラビリンスシールの回転部のリブのうちの２つによって画定される環状キャビティの中に現われる複数の流路を備えるタービンエンジンを提案する。
【００１５】
２つの前述のリブによって画定される環状キャビティにおいて、第１のラビリンスシールの回転部と静止部との間に空気を注入すると、第１の環状キャビティと第２の環状キャビティとの間で循環し、かつこの第１のシールの回転部と静止部との間を通過することができる空気流を低減し、または潜在的に相殺することさえできる。
【００１６】
たとえば前記圧縮機の出力側でサンプリングされた、高圧圧縮機のインペラの下流側フランクの冷却空気流が、上流から下流の方へ全体的に配向される方向に第１のキャビティ内で循環し、かつ第１のラビリンスシールを通してこのキャビティを出る特定の場合では、本発明により、このように、インペラのこの冷却空気流の流量、したがって高圧圧縮機の出力側でサンプリングされた空気の量を低減することができる。
【００１７】
これにより、特に、タービンエンジンの性能を改善することができ、ベーンの冷却回路内で循環し、かつ比較的低温でありまた注入流路からもたれされるベーンの冷却空気流と、
第２のキャビティにおいて比較的高温でありまた第１のキャビティからもたれされるインペラの冷却空気流との混合から生じる空気流の温度を低下させることができる。
【００１８】
知られている方法では、環状注入流路は、高圧ロータに対してベーンの冷却空気流の相対接線速度を減少できるように傾斜されるフィンを備えることが好ましい。
【００１９】
前述の流路それぞれが、ベーンの冷却空気流の流れに対して、前記フィンのそれぞれの下流側端部の上流側に位置している注入流路の内側部分に接続されることが有利である。
【００２０】
このように、流路の中に導入される空気の圧力は、注入流路の出力側での空気の圧力よりも高い。
【００２１】
したがって、前述の特定の場合には、これらの流路の出力側での空気の圧力は、第１のラビリンスシールの上流側端部の近くでインペラの前記冷却空気流の圧力に実質的に等しいか、またはそれよりも潜在的に高い場合がある。一般に、この圧力は、注入流路の出力側でのベーンの冷却空気の圧力よりも実際には大きい。
【００２２】
一般に、流路の出力側での空気の圧力は、この注入流路においてベーンの冷却空気流の流れに対して幾分上流側または下流側で、これらの流路と注入流路との間の接続部の位置決めに本質的に依存する。
【００２３】
知られている方法では、環状注入流路を画定する同軸回転壁のそれぞれは、ベーンの前記冷却空気流の流れに対して、実質的にテーパが付けられた上流側部分と実質的に半径方向の下流側部分とを備えている。
【００２４】
これにより、特に、タービンエンジンの軸線方向の大きさを減少させることができる。
【００２５】
本発明の１つの実施形態では、タービンエンジンはまた、第１の環状キャビティを、タービンエンジンの第４の環状キャビティと連通しているようにするための手段を備え、その中に高圧タービンのベーン付きディスクのハブが延在する。
【００２６】
これにより、第１の環状キャビティと第４の環状キャビティとの間の空気の循環を確立することができ、したがって、第１のラビリンスシールを通して第１のキャビティと第２のキャビティとの間の空気の循環をさらに低減し、または完全に相殺することさえできる。
【００２７】
第４の環状キャビティでは、第１のキャビティからもたれされる空気は、高圧タービンのディスクのハブの通気を確実にしながら下流側方向に循環することができ、これは、前記第４のキャビティ内に延在する。
【００２８】
次いで、この空気は、高圧圧縮機の上流側の段でサンプリングされ、かつこのディスクのハブを通気することが意図される空気の流れと潜在的に混合することができる。
【００２９】
第１のキャビティから第４のキャビティに向かって循環する空気流が、上記で説明したように高圧圧縮機のインペラの冷却流れからもたれされる場合には、この空気流は、その温度が、高圧圧縮機の上流側でサンプリングされた任意の空気流の温度よりもタービンエンジンの使用定格の変動中に一層迅速に変化するという利点を有する。特にこの理由で、第２の環状キャビティからもたれされ、かつ高圧圧縮機の上流側でサンプリングされた空気流と混合され得る空気流によって前述のディスクのハブを通気すると、高圧タービンのロータとステータとの間の膨張差のレベルを低減することができる。
【００３０】
前述の連通手段は、第１のラビリンスシールの回転部を支持する高圧ロータのディスクの上流側表面と、高圧圧縮機のインペラを前述のディスクに接続する前記壁の下流側端部に配置される環状フランジの下流側表面との間に形成される流路を備えることが好ましい。
【００３１】
これらの流路は、たとえば、前記フランジの下流側表面、または前述のディスクの上流側表面に形成されるスロットによって形成され得る。
【００３２】
非限定的な例としておよび添付の図面と関連して与えられる次の説明を読むと、本発明はよりよく理解され、本発明の他の詳細、利点、および特徴が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態によるタービンエンジンの軸線方向断面の部分図である。
【図２】図１のタービンエンジンの一部の拡大図である。
【図３】軸線方向切断平面を含む、図１のタービンエンジンの一部の部分斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるタービンエンジンの、図２と同様な図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１から図３は、本発明の第１の実施形態による、特に航空機ターボファンまたはターボプロップなどの、タービンエンジン１０の一部を示している。
【００３５】
図１で示されるように、タービンエンジン１０は、上流から下流の方へ、タービンエンジンの内側のガスの流れ方向に、高圧圧縮機１２、環状燃焼室１４、および高圧タービン１６を備えており、これらは、図１で部分的に見ることができる。
【００３６】
高圧圧縮機は、その下流側端部において、燃焼室１４に加圧ガスを供給することが意図される遠心インペラ１８を含んでいる。また、この圧縮機は、インペラ１８の上流側に配置されるベーン付きディスク（図１では見えない）などの他の回転部材を備えることができる。
【００３７】
高圧タービンは、上流側ディストリビュータ段２０および下流側ロータ段２２を備えている。下流側ロータ段２２は、燃焼室１４によって排出される燃焼ガスの流れ２７に延びるベーン２６を支持する回転可能なディスク２４を備え、これは、通常、１次流と呼ばれる。ベーン２６は、高圧圧縮機１２のインペラ１８および任意の他の回転部材を回転させるように、前述のガス流から機械エネルギーを取り出すことが意図される。そのために、この圧縮機のインペラ１８およびタービンのベーン付きディスク２４は、タービンエンジン１０の通称高圧ロータを回転時に固定する組立体を形成するように、それぞれインペラ１８およびディスク２４から軸線方向に突出する環状シュラウド２８および３０によって互いに接続される。
【００３８】
燃焼室１４は、実質的に環状の内壁３２、実質的に環状の外壁（図１では見えない）、およびチャンバ底部３４（この図では部分的に示されている）によって画定される。
【００３９】
たとえば環状ディフューザ−レクティファイヤ（図１では見えない）に接続される、高圧圧縮機１２の出力側で取り付けられる湾曲した環状シュラウド３６によって形成される燃焼室１４の内側ケースは、燃焼室１４の内壁３２に対して半径方向内方に延在し、そのチャンバをバイパスするためにそれと共に環状空間３８を画定する。この環状空間３８は、高圧圧縮機１２の出力側からもたれされる空気４０の流れの循環を意図しており、次に述べる中でより明確に現われるように、一方では、それの内壁３２に形成される開口部４２を通過しながら燃焼室の内側に空気が送り込まれるように、他方では、高圧タービン１６のロータ段２２の冷却回路に送り込まれるように設けられる。
【００４０】
湾曲したシュラウド３６は、前述のバイパス空間３８と、下流側フランク４６およびインペラ１８のシュラウド２８によって画定される第１の環状キャビティ４４との間の分離を確実にする。この第１のキャビティ４４は、運転中に、高圧圧縮機１２の出力側でサンプリングされた、前記インペラの下流側フランク４６を冷却するための冷却空気流４８を受け入れることが意図される。
【００４１】
燃焼室１４の内壁３２は、テーパ付きシュラウド５０を介して湾曲したシュラウド３６に接続される。そのために、湾曲したシュラウド３６は、その下流側端部において、スクリュ−ナット型または類似の型の手段５４を用いて、テーパ付きシュラウド５０の上流側端部に形成される環状フランジ５６、ならびに高圧タービン１６のロータ段２２の前述の冷却回路の中に空気流５９を注入するための手段５８に固締される環状フランジ５２を含み、前記手段５８は、燃焼室のバイパス空間３８と連通する。
【００４２】
注入手段５８は、環状の注入流路６４を画定する２つの同軸環状壁、それぞれ内方環状壁６０および外方環状壁６２を備えている。これらの壁６０および６２のそれぞれは、断面が上流から下流の方へ減少するテーパ付き上流側部分と、半径方向に延在する下流側部分とを含む。したがって、注入流路６４は、テーパ付き上流側部分と、実質的に半径方向に延在する下流側部分とを有し、これらは、ベンドによって分離されている。
【００４３】
その下流側部分では、注入流路６４は、注入流路６４を画定する内壁６０から外壁６２まで軸線方向に延在するフィン６５（図３）を備え、これは、高圧ロータの回転方向に、半径方向に外側から内側に向かって接線方向に傾斜される。これらのフィン６５は、次に述べる中でより明確に現われるように、運転中に、ロータの要素に対して流路６４を出る空気流の相対速度を低減することが意図される。
【００４４】
図１から図３に示される実施形態では、壁６０および６２は、固締手段５４によって、湾曲したシュラウド３６のフランジ５２とテーパ付きシュラウド５０のフランジ５６とに固定される半径方向フランジ６６を形成するように、それらの上流側端部で一体となる。
【００４５】
注入流路６４の上流側部分は、たとえばテーパ付き壁５０に形成される開口部６７を通して、および固締手段５４の間で円周方向にフランジ６６に形成される半径方向通路６８を通して（図１）、燃焼室１４のバイパス空間３８と連通する。
【００４６】
注入手段５８のフランジ６６は、半径方向外方に、およびディストリビュータ段２０の環状内部構造体７４に固締するためのフランジ７２を下流側端部に有するテーパ付き壁７０を通して下流側方向に延在する。
【００４７】
注入流路６４の下流側部分は、第２の環状キャビティ７６の中に開口し、これは、第１のラビリンスシール７８によって上流側に、および第２のラビリンスシール８０によって下流側に、およびそれらの間でラビリンスシール７８および８０のそれぞれの回転部８４および８６を接続する環状壁８２によって半径方向内方に画定される。
【００４８】
知られている方法では、第１のラビリンスシール７８の回転部８４は、通常「シール要素」と呼ばれる、たとえばそれらの４個の円周方向リブ８８（図２）を備え、これは、高圧ロータのディスク９２によって支持される円形断面９０を持つ円筒形壁から半径方向外方に突出する。
【００４９】
このディスク９２は、インペラ１８のシュラウド２８の下流側端部に形成される半径方向フランジ９４と、ディスク２４のシュラウド３０の上流側端部に形成される半径方向フランジ９６との間に挿入される中間部分９３を含み、これらのフランジ９４および９６は、スクリュ−ナット型または類似の型の手段９８を用いてディスク９２に固定される。
【００５０】
リブ８８のそれぞれの円周方向頂点は、円形の横断面および長方形の軸線方向断面を有する円筒形摩耗部分１００に対向して延在し、これは、摩削可能な材料から作られ、すなわち、タービンエンジンの運転開始前にリブ８８の頂点に対して摩擦によって摩耗されるように設計される。
【００５１】
円筒形摩耗部分１００は、環状壁１０１に固締され、これは、注入手段５８の内壁６０の半径方向内方の端部に取り付けられ、これにより前記摩耗部分１００は、第１のラビリンスシール７８の静止部を形成する。
【００５２】
同様に、第２のラビリンスシール８０の回転部８６は、たとえば３個の円周方向リブまたはシール要素１０２（図２）を備え、これらは、環状壁８２を介して第１のラビリンスシール７８の回転部８４に上流側で接続され、かつ高圧タービン１６のディスク２４の上流側フランクに対向して実質的に半径方向に延在する環状フランジ１０６（図１）に下流側で接続されるテーパ付き壁１０４から半径方向外方に突出する。リブ１０２のそれぞれの円周方向の頂点は、摩削可能な材料から作られる環状摩耗部分１０８（図２）の階段状の表面に対向して延在する。この摩耗部分１０８は、注入手段５８の外壁６２の半径方向内方の端部に固定される。
【００５３】
図１から図３に示される実施形態では、第１のラビリンスシール７８の回転部８４を支持するディスク９２、ラビリンスシール７８および８０のそれぞれの回転部８４および８６を接続する環状壁８２、第２のラビリンスシールの回転部８６、およびフランジ１０６は、一体に作られる。
【００５４】
高圧タービン１６のディスク２４の冷却回路は、ディスク２４の上流側フランクとフランジ１０６との間に形成される環状流路１１０を備えている。
【００５５】
この流路１１０は、一方では、ラビリンスシール７８および８０の回転部８４および８６を接続する壁８２に形成される開口部１１２（図２および図３）の環状列を介して、前述の第２のキャビティ７６と、したがって注入流路６４と連通している。流路１１０は、他方では、ディスク２４によって支持されるベーン２６の内方冷却流路（図では見えない）と連通し、したがって流路１１０は、前記ベーン２６の冷却回路の上流側部分を形成する。
【００５６】
壁１１４（図１）は、フランジ１０６に対向して、かつそれの上流側に延在し、第２のラビリンスシール８０の摩耗部分１０８をテーパ付き壁７０の下流側フランジ１１６に固定的に接続し、その結果、壁１１４は、フランジ１０６と共におよび第２のラビリンスシール８０と共に、１次流２７と連通しかつ抽気キャビティと呼ばれることがある第３のキャビティ１１８を画定することが可能になる。この第３のキャビティ１１８は、１次流２７となって流れるガスの一部が、高圧タービン１６のディストリビュータ段２０とロータ段２２との間を通過中に第３のキャビティ１１８の中に導入されるリスクを制限するように、１次流２７の中まで低流量の空気１２０が流れる通路を目的としている。
【００５７】
さらに、環状シュラウド２８および３０は、空気１２４の流れの循環を意図した第４の環状キャビティ１２２を外方に画定し、この空気１２４の流れは、たとえば高圧圧縮機１２の上流段でサンプリングされ、高圧タービンのディスク２４のハブ１２６を通気することが意図される。
【００５８】
本発明によれば、タービンエンジンの軸線１３０の周りに円周方向に配置される複数の半径方向貫通流路１２８が、第１のラビリンスシール７８の摩耗部分１００、およびこの摩耗部分１００を支持する環状壁１０１に形成される。これらの流路１２８は、第１のラビリンスシール７８の２つのリブ８８ａとリブ８８ｂとの間でそれらの半径方向内方の端部で開口し、注入手段５８の内壁６０に環状壁１０１を接続し、かつ注入流路６４のテーパ付き部分に現われる対応する半径方向流路１３２によって、それらの半径方向外方の端部で延在される。
【００５９】
次に述べる中でより明確に現われるように、流路１２８は、第１のラビリンスシール７８を通して第１の環状キャビティ４４と第２の環状キャビティ７６との間を循環する空気流の流量を低減することが意図される。
【００６０】
運転中に、高圧圧縮機１２からもたれされ、環状通路３８内で循環する空気流４０は、燃焼室１４の内壁の開口部に送り込まれる一部と、注入流路６４に送り込まれる空気流５９を形成し、かつフィン６５によって加速されながら第２のキャビティ７６の中にまで循環する一部とに分かれる。この加速により、空気は、かなり低減された静圧の下で第２のキャビティ７６に達する。図１から図３に示される実施形態では、第２のキャビティ７６の空気の静圧は、たとえば高圧圧縮機１２の出力側での静圧Ｐ０の約半分に等しい。したがって、空気流５９の静圧は、注入流路６４の入力側と出力側との間でほとんど２つに分割される。
【００６１】
高圧圧縮機１２のインペラ１８の出力側でサンプリングされた空気流４８は、これを冷却しながらそのインペラ１８の下流側フランク４６に沿って半径方向内方に循環する。次いで、その流れ４８は、下流側方向に循環し、第１のラビリンスシール７８の回転部８４と摩耗部分１００との間を通過する。したがって、この第１のシール７８は、空気流４８の流量を調節する。図１から図３に示される実施形態では、空気流４８は、第１のキャビティ４４内のその流れ４８によって受ける圧力損失により、約０．６Ｐ０に等しい静圧の下で第１のラビリンスシール７８の上流入力側に達する。
【００６２】
注入流路６４で循環する空気流５９の僅かな部分１３４が、半径方向流路１２８の内側に貫入し、第１のラビリンスシール７８の２つのリブ８８ａとリブ８８ｂとの間に現われる。
【００６３】
注入流路６４に対する導管１３２の接続部の位置は、流路１２８の出力側での空気流１３４が、第１のラビリンスシール７８の入力側での空気流４８の静圧と実質的に等しいか、またはそれよりも僅かに大きい静圧の下でリブ８８ａとリブ８８ｂとの間に現われるように、選択される。これにより、第１のラビリンスシール７８において、空気流４８の流量を、高圧圧縮機１２によって排出される空気流の流量の所望の値、たとえば０．３％に等しい値まで低減することができる。
【００６４】
したがって、２つのリブ８８ａおよび８８ｂは、第１のラビリンスシール７８の回転部８４と静止部１００との間で、空気の圧力が注入流路６４に対する導管１３２の接続部の位置によって決定され得る環状キャビティを画定する。
【００６５】
第２のキャビティ７６では、空気流４８は、注入流路６４からもたれされる空気流５９と混合する。
【００６６】
結果として得られる流れの大部分は、環状壁８２の開口部１１２を通して環状流路１１０の内側に貫入し、ディスク２４によって支持されるベーン２６の内部冷却回路に送り込まれるように、矢印１３６によって表されるように高圧タービンのディスク２４の上流側フランクに沿って半径方向外方に循環する。
【００６７】
第２のキャビティ７６で流れ４８および５９の混合から生じる空気流の小さな部分は、第２のラビリンスシール８０を通過し、それによって流れ１２０を形成するように第３のキャビティ１１８を貫入し、その結果、上記で説明したように１次流２７での漏れのリスクを制限することができる。
【００６８】
一般に、本発明による流路１２８により、高圧圧縮機１２のインペラ１８の下流側フランクの冷却空気流４８の流量を低減することができる。通常、これらの流路１２８により流れ４８の流量を約２と３の間の係数によって分割することができる。これにより、この流れ４８の流量が、上記で説明したようにタービンエンジン１０の性能を不利にすることになるインペラ１８を冷却するのに必要な値よりも大きいことを防止することができる。
【００６９】
さらに、空気流４８は、インペラ１８の下流側フランクに沿ってそれが通過中に加熱され、その結果、これが第２の環状キャビティ７８の中に入るときには、前記流れ４８は、注入流路６４からもたらされる空気流５９よりもかなり高温である。したがって、空気流４８の流量の減少により、第２のキャビティ７８に送り込まれる空気の温度を低減することができ、それによって、高圧タービン１６のディスク２４によって支持されるベーン２６の冷却を改善することができる。
【００７０】
図１から図３に示される実施形態では、注入流路６４に対する導管１３２の接続部は、流路１２８の出力側で所望の静圧を得るように、前記注入流路の上流側テーパ付き部分に配置される。しかしながら、流路１２８の出力側での空気流１３４の静圧が、第１のラビリンスシール７８において空気流４８の低減を可能にするのに十分であることを条件として、この接続部は、より一般的には、注入流路６４に沿ってさらに上流側またはさらに下流側に配置され得る。実際には、そのために、前記接続部は、注入流路６４内に延在するフィン６５の下流側端部の上流側に配置されることが一般的に必要である。
【００７１】
流路１２８の横断面の広がりは、これらの流路の出力側での空気流１３４について所望の流量に応じて選択されることが好ましい。
【００７２】
また、これらの流路１２８は、第１のラビリンスシール７８の回転部８４、同様に注入流路６４のフィン６５によって発生する効果に対して、流路１２８の出力側での空気流１３４の相対速度を低減するように接線方向に傾斜され得る。
【００７３】
さらに、流路１２８が現われるキャビティを画定する２つのリブ８８ａおよびリブ８８ｂは、第１のラビリンスシール７８の回転部８４の２つの連続するリブであることができず、したがって、特に流路１２８の断面が回転部８４の２つの連続するリブ８８の間の軸線方向ピッチよりも広い場合には、中間リブ８８によって分離され得る。
【００７４】
図４は、第１の環状キャビティ４４を第４の環状キャビティ１２２と連通しているようにする対応する流路を形成するように、第１のラビリンスシール７８のディスク９２の上流側フランクに面する、半径方向フランジ９４の下流側表面に形成されるスロット１３８の存在によって、上記で説明された第１の実施形態と異なる本発明の第２の実施形態を示している。
【００７５】
図４に示される実施形態では、これらのスロット１３８は、フランジ９４の一方の端部から他方の端部まで半径方向に延在する。
【００７６】
運転中に、流路１２８の出力側での空気流１３４の圧力および流量が十分である場合には、インペラ１８の冷却空気流４８は、フランジ９４とディスク９２との間で、スロット１３８によって形成される流路において循環せざるを得ない。このように、スロット１３８は、空気流４８から実質的にシールされる第１のラビリンスシール７８を構成することができる。
【００７７】
次いで、空気流４８は、第４のキャビティにおいて、高圧タービン１６のディスク２４のハブ１２６を通気するために空気流１２４と再結合する。
【００７８】
あるいは、前記ディスク２４のハブ１２６の通気は、空気流４８によって完全に確保される場合があり、その場合には、いかなる空気サンプリング１２４も、高圧圧縮機１２の上流側に必要とされ得ない。
【００７９】
流れ４８および１２４の混合、またはディスク２４のハブ１２６の通気のためだけの流れ４８の使用は、タービンエンジン１０の使用定格の変動中に、前記流れの熱変動の速度に対して利点を有することができる。これらの条件の下で、実際に、このディスクとこれを取り囲むステータ要素との間の膨張差を低減するようにディスク２４のハブを迅速に冷却しまたは加熱することが有利であり得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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